【文章內(nèi)容簡介】 為了保證在放大器的輸出端得到最大的不失真輸出電壓，必須給放大器選擇合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。靜態(tài)工作點(diǎn)選擇不當(dāng)，或輸入信號幅值太大都會使放大器輸出電壓波形產(chǎn)生失真。工作點(diǎn)偏高，晶體管工作在飽和區(qū)，輸出會產(chǎn)生飽和失真；工作點(diǎn)偏低，晶體管工作在截止區(qū)，輸出會產(chǎn)生截止失真；而當(dāng)輸入信號幅值過大時(shí)，則會產(chǎn)生雙向失真。 在電路結(jié)構(gòu)及UCC和都確定的情況下，靜態(tài)工作點(diǎn)主要取決于IB（或UCE）的數(shù)值。因此，通過調(diào)整偏置電路中的阻值，便可改變靜態(tài)工作點(diǎn)的位置。 2．放大器動態(tài)參數(shù)的測量1）電壓放大倍數(shù)AuO、AuL電壓放大倍數(shù)AuO是指放大器負(fù)載電阻RL=∞，且放大器輸出信號無明顯失真時(shí)，輸出電壓U0與輸入電壓Ui的峰峰值或有效值之比。AuL是指放大器帶負(fù)載時(shí)，輸出電壓UL與輸入電壓Ui的峰峰值或有效值之比。2）輸入電阻R i的測量輸入電阻R i是放大器輸入端看進(jìn)去的等效電阻。其值反映了放大器從信號源或前一級電路獲取電流的大小。電路如圖52所示，其測量方法是：在放大器輸出波形不失真的情況下，用示波器測出US與Ui的峰峰值，則輸入電阻5k1RUSVSUiViRiRLULVLU0V0R0r0 圖52 輸入電阻和輸出電阻測量電路3）輸出電阻R 0的測量輸出電阻R 0是放大器從輸出端看進(jìn)去的等效電阻。其值反映了放大器帶負(fù)載的能力。根據(jù)等效電路，用示波器測出U0與U0L的峰峰值，則輸出電阻四、預(yù)習(xí)要求 1．復(fù)習(xí)三極管及單管放大電路工作原理。掌握靜態(tài)工作點(diǎn)對非線性失真的影響。弄清放大器產(chǎn)生截止失真和飽和失真時(shí)的輸出電壓波形。 2．認(rèn)真閱讀TPE—A3模擬電路實(shí)驗(yàn)箱使用說明書。3．熟悉示波器、低頻信號發(fā)生器的用法。4．實(shí)驗(yàn)所用的分立電路模塊的面板如圖53所示。對照實(shí)驗(yàn)電路圖，設(shè)計(jì)好連接線路。 5．寫預(yù)習(xí)報(bào)告，擬出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟及記錄表格。 圖53 TPEA3模擬電路實(shí)驗(yàn)箱分立電路模塊局部面板五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1．調(diào)整和測量靜態(tài)工作點(diǎn)（1）選擇實(shí)驗(yàn)箱上固定輸出的+12V直流穩(wěn)壓電源作為放大器的電源UCC。然后關(guān)掉電源再連線！ （2）按圖51接好實(shí)驗(yàn)電路，仔細(xì)檢查，注意發(fā)射極的電路連線。確定無誤后接通電源！ （3）調(diào)節(jié)RP，使放大器的集電極對地電位為。測量并計(jì)算表中各值。UCUEUBEUCEIE6V2．測量電壓放大倍數(shù)（1）調(diào)節(jié)低頻信號發(fā)生器，輸出頻率f=1kHz、峰峰值為1V的正弦波信號。（2）將此信號接至放大器的輸入U(xiǎn)S端，經(jīng)過RR2衰減（100倍）后，在Ui端應(yīng)得到Ui=10mV的小信號。注意：信號發(fā)生器、放大器及示波器的地線應(yīng)皆連在一起。以減少干擾。1）用示波器觀察放大器空載（RL=∞）時(shí)，Ui、U0的波形及相位，并測量Ui、U0的峰峰值，計(jì)算電壓放大倍數(shù)，記錄在你所設(shè)計(jì)的表中。2）測量放大器加上負(fù)載電阻RL=5K1時(shí)，Ui、UL的波形及峰峰值，計(jì)算電壓放大倍數(shù)，填入你所設(shè)計(jì)的表中。 （3）信號源輸出信號的頻率不變，逐漸增大輸出信號的峰峰值，觀察放大器帶負(fù)載時(shí)的最大不失真輸出電壓值ULmax，并填入你所設(shè)計(jì)的表中。3．觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對非線性失真的影響 在電源電壓UCC與輸入信號Ui=10mV不變的情況下，調(diào)整以下參數(shù)，觀察這些參數(shù)變化對放大器工作點(diǎn)的影響，判斷有無失真并指出是什么失真（注意在你的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中要注明是飽和還是截止失真。截止失真在此實(shí)驗(yàn)中可能看不到縮頂?shù)默F(xiàn)象，但可以通過適當(dāng)增大輸入信號峰峰值，或通過測量三極管的工作點(diǎn)來判斷）。（1）Rb合適的情況下：1）取RC=5KRL=2K2觀察輸出波形，說明有無失真？畫出輸出波形并測量峰峰值。2）取RC=2K、 RL=2K2觀察輸出波形，說明有無失真？畫出輸出波形并測量峰峰值。（2）取RC=5KRL =5K11）調(diào)節(jié)RP，使Rb的阻值逐漸增大，觀察輸出波形有無失真？什么失真？畫出輸出波形圖。 2）調(diào)節(jié)RP，使Rb的阻值逐漸減小，觀察輸出波形有無失真？什么失真？畫出輸出波形圖。4．測量放大器輸入、輸出電阻調(diào)整RP，將放大器的工作點(diǎn)調(diào)回原來位置。去掉100倍衰減電路中的電阻R2,保留R=5K1的電阻，按實(shí)驗(yàn)原理中的方法，測量US、Ui、U0、UL的值,計(jì)算出Ri和R0的值。 測算輸入電阻（R=5K1）測算輸出電阻（RL=5K1）實(shí)測測算估算實(shí)測測算估算US（mV）Ui（mV）RiRiU0（V）UL（V）R0(KW）R0（KW）六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1．整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，填寫好實(shí)驗(yàn)所需的表格。2．說明那些因素影響靜態(tài)工作點(diǎn)?工作點(diǎn)偏高會出現(xiàn)什么失真？工作點(diǎn)偏低會出現(xiàn)什么失真？實(shí)驗(yàn)六 集成運(yùn)算放大器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握集成運(yùn)算放大器在線性和非線性應(yīng)用中的特點(diǎn)及性能。2. 學(xué)會線性電路和非線性電路的組成及參數(shù)測量方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1. 數(shù)字萬用表 2. CS4125 示波器3. YB1620P 信號發(fā)生器三、預(yù)習(xí)要求1. 熟悉集成運(yùn)算放大器芯片uA741的管腳功能2. 估算測量表格中的理論值3. 復(fù)習(xí)示波器和信號發(fā)生器的使用四、實(shí)驗(yàn)原理集成運(yùn)算放大器是具有高增益、高輸入阻抗的直接耦合放大器。當(dāng)其外部引入深度負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)時(shí)，集成運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)域，輸出電壓Uo與輸入電壓Ui的運(yùn)算關(guān)系僅取決于外接反饋網(wǎng)絡(luò)與輸入的外接阻抗，而與運(yùn)算放大器本身無關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)比例、加法、減法等各種運(yùn)算電路。當(dāng)其外部為開環(huán)或引入正反饋網(wǎng)絡(luò)時(shí)，集成運(yùn)算放大器工作在非線性區(qū)域，輸出電壓處于正飽和或負(fù)飽和值，如比較器、信號產(chǎn)生電路等。實(shí)驗(yàn)采用uA741芯片，右圖為芯片管腳圖及符號，各管腳功能如下：2反相輸入端Ui； 3同相輸入端Ui+；7正電源端+UCC；4負(fù)電源端UCC；6輸出端U0；5—外接調(diào)零電位器端；8—空腳五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容A．基本內(nèi)容1. 反相比例放大電路。1) ，并記錄數(shù)據(jù)。注意：當(dāng)輸入電壓過大，超出線性區(qū)域時(shí)，比較輸出電壓的實(shí)際值與理論估算值的差別。直流輸入電壓Ui（mV）3010030010003000輸出電壓Uo理論估算（mV）實(shí)際值（mV）誤差2）反相輸入端加入頻率為1kHz、峰峰值為200mV的正弦交流信號，用示波器觀察輸入、輸出信號的波形及相位，并測量Uo的峰峰值。 交流輸入電壓Ui（mV）輸出電壓Uo輸入、輸出波形及相位200mV 頻率1kHz2．同相比例放大電路，并記錄。直流輸入電壓Ui（mV）3010030010003000輸出電壓Uo理論估算（mV）實(shí)際值（mV）誤差 3．反相求和放大電路，并與預(yù)習(xí)計(jì)算比較。Ui1（V）Ui2（V）UO（V）4．雙端輸入求和（減法）放大電路。，并記錄。Ui1（V）12Ui2（V）UO（V） 5．反相積分運(yùn)算電路。電容兩端并聯(lián)電阻RF，是用來補(bǔ)償偏置電流所產(chǎn)生的失調(diào)，減小直流漂移，起穩(wěn)定直流工作點(diǎn)的作用。1）輸入U(xiǎn)i加入頻率1kHz、峰峰值1V的方波信號，用示波器觀察輸入輸出波形，并測量Uo的峰峰值。2）除去電阻RF，觀察輸出波形的變化。將方波信號的峰峰值增加到2V時(shí)，再觀察輸出波形的變化情況。3）方波信號的峰峰值1V不變，改變R、C參數(shù)或改變方波信號頻率，使R1C tp（tp為方波半個周期時(shí)間），觀察RF接入與除去時(shí)，輸出波形的變化。6．過零比較器。1）輸入U(xiǎn)i加頻率1kHz、峰峰值為2V的正弦波信號，用示波器觀察輸入、輸出波形及相位關(guān)系，并測量輸出電壓Uo的峰峰值。2）改變輸入電壓的峰峰值，觀察輸出電壓的變化，說明UZ的作用。B．設(shè)計(jì)性內(nèi)容設(shè)計(jì)一運(yùn)算電路，實(shí)現(xiàn)UO= 5Ui12Ui2，要求：畫出電路圖，標(biāo)出電阻參數(shù)，并取值測量。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 總結(jié)本實(shí)驗(yàn)中5種運(yùn)算電路的特點(diǎn)及性能。2. 分析理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差的原因。實(shí)驗(yàn)七 門電路與觸發(fā)器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．熟悉與非門的邏輯功能。 2．學(xué)習(xí)簡單的組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)方法，并連接電路驗(yàn)證結(jié)果。 3．了解D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器的邏輯功能。二、儀器設(shè)備 1．THD —4數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱 1 臺 2．MF－10 型萬用表或數(shù)字萬用表 1臺 3．KENWOOD CS4125A 20MHz 2通道示波器 1臺三、實(shí)驗(yàn)原理簡述 實(shí)驗(yàn)所用的與非門集成電路邏輯器件主要有兩種： 1）74LS00（74HC00）：四2輸入與非門； 2）74LS20（74HC20）：雙四輸入與非門。這兩種邏輯器件的管腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示。 實(shí)驗(yàn)所用D觸發(fā)器為74LS74型雙D觸發(fā)器，它是在CP時(shí)鐘脈沖前沿翻轉(zhuǎn)的。JK觸發(fā)器為74LS112型雙JK觸發(fā)器，它是在CP時(shí)鐘脈沖后沿翻轉(zhuǎn)。這兩種觸發(fā)器的管腳排列見下圖所示。四、預(yù)習(xí)要求 1．復(fù)習(xí)有關(guān)教材，掌握常用基本門電路的邏輯關(guān)系及邏輯代數(shù)基本運(yùn)算法則。 2．設(shè)計(jì)并畫出實(shí)驗(yàn)所需的邏輯電路。 3．復(fù)習(xí)D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器的